Nantilus
Gestion de l énergie renouvelable et ordonnancement temps réel dans les systèmes embarqués
Les dispositifs embarqués de nouvelle génération, comme les réseaux de capteurs sans-fil, limitent les interventions humaines. Ils fonctionnent avec un réservoir d énergie qui se recharge grâce à une source d énergie renouvelable, par exemple l énergie solaire. Concevoir de tels systèmes embarqués,...
| Auteurs principaux : | , |
|---|---|
| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Gestion de l énergie renouvelable et ordonnancement temps réel dans les systèmes embarqués / Hui Zhang; sous la direction de Maryline Chetto |
| Publié : |
[S.l.] :
[s.n.]
, 2012 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
|
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Automatique et informatique appliquée, Systèmes temps réels : Nantes : 2012 |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduction de:
Gestion de l'énergie renouvelable et ordonnancement temps réel dans les systèmes embarqués |
| Résumé : | Les dispositifs embarqués de nouvelle génération, comme les réseaux de capteurs sans-fil, limitent les interventions humaines. Ils fonctionnent avec un réservoir d énergie qui se recharge grâce à une source d énergie renouvelable, par exemple l énergie solaire. Concevoir de tels systèmes embarqués, entièrement autonomes, nécessite la résolution d un certain nombre de problèmes liés à la récolte de l énergie ambiante, son stockage et son utilisation, de façon à assurer une autonomie durable. L étude présentée dans ce manuscrit se restreint à une architecture monoprocesseur, pourvue d un seul niveau de fréquence et destinée à supporter une application temps réel à contraintes fermes. Le travail de thèse traite de la recherche et la validation de mécanismes qui permettent d adapter au mieux l activité d un système embarqué au profil de la source d énergie ambiante. Dans cette thèse, nous avons d abord mis en évidence les points faibles de l ordonnanceur LSA (Lazy Scheduling Algorithm). Puis nous avons entrepris une étude de simulation étendue de LSA dans deux cas. Le premier concerne les applications intégrées dans un environnement qui produit son énergie régulièrement au cours du temps et le second lorsque cette énergie est produite selon un profil variable. Cette étude montre que l optimalité de LSA est contrebalancée par une complexité d implémentation importante. Ainsi les gains de performance ne sont pas si notoires notamment si nous comparons LSA à certaines heuristiques non clairvoyantes que nous avons proposées. The new generation of embedded systems, working in some locations with limited human intervention, will have the capability to harvest energy from the environment, such as wireless sensor networks. Usually, it work with an energy storage that can be recharged from a renewable energy source, e.g., solar energy. The systematic design of such fully autonomous systems, requires to solve a number of problems related to harvesting, storage and use of ambient energy, in order to guarantee a durable running of the device. The work presented in this manuscript focusses on a single-processor architecture using monofrequency which supports firm real-time applications. In a first part, we realized a background on real-time computing and we described advanced technical developments in energy harvesting. In a following part, we pointed out the benefits and limitations of the LSA scheduler (Lazy Scheduling Algorithm) designed for real-time energy harvesting systems, and we proposed heuristics based on EDF (Earliest Deadline First) scheduler so as to reduce scheduling overhead. In order to compare those scheduling strategies, we carried out extensive simulation studies in two cases. In the first one, we were only concerned about the real-time embedded systems working in an environment where renewable energy can be maintained in a constant supply over time. In contrast, the second case focussed on the applications, supplied with a variable renewable energy source. This study shows that the benefits of LSA algorithm are countervailed by the implementation complexity. Thus, the theoretical performances of LSA are not so significant if we compare this optimal scheduler with certain non clairvoyant and non idling scheduling heuristics, very practical to implement in any operating system. |
|---|---|
| Variantes de titre : | Renewable energy harvesting and real-time scheduling in embedded systems |
| Bibliographie : | Références bibliographiques |